project

W-IJzer met Metaal

In deze praktijkgerichte studie wordt onderzocht hoeveel waterijzer opgewerkt kan worden tot ijzermetaalpoeder van bekende kwaliteit. Indien zuiver genoeg kan het ijzermetaalpoeder gebruikt worden voor diverse (hoogwaardige) toepassingen, waaronder dragermateriaal van (duurzame) energie. Specifiek kijkt het onderzoek – een project vanuit het programma Water in de Circulaire Economie (WiCE) – naar de mogelijkheden van dit poeder als circulaire (metaal)brandstof en als materiaal voor het compact opslaan van waterstof.

Waterijzer uit drinkwaterproductie als grondstof met maatschappelijk-relevante toepassingen

Bij de productie van drinkwater komt in veel gevallen een ijzerrijke reststroom vrij; waterijzer. Deze reststroom wordt nu – eventueel na indikking – veelal eenmalig (her)gebruikt in vergistingsinstallaties om zwavel uit biogas te adsorberen. Een haalbaarheidsstudie heeft aangetoond dat gedroogd waterijzer door middel van waterstofreductie kan worden omgezet in metallisch ijzerpoeder. Dit ijzermetaalpoeder kent – afhankelijk van de zuiverheid – diverse toepassingen.

Een in ontwikkeling zijnde en veelbelovende toepassing van het ijzermetaalpoeder is die van circulaire energiedrager. Gebruik van duurzame energiebronnen tijdens het drogen van waterijzer en de productie van ijzermetaalpoeder, maakt het mogelijk om duurzame energie compact en veilig op te slaan en weer vrij te maken op momenten dat die bronnen niet beschikbaar zijn. Hierdoor kan ijzermetaalpoeder helpen om vraag en aanbod van (hernieuwbare) energie beter in balans te brengen.

Van (gedroogd) waterijzer naar ijzermetaalpoeder.

Waterijzer als bron voor duurzaam ijzermetaalpoeder: productie(kwaliteit), haalbaarheid en maatschappelijke impact

In dit project worden bestaande reststromen van waterijzer die vrijkomen bij de behandeling van grond- en oppervlaktewater, achtereenvolgens gedroogd en gereduceerd met waterstof tot ijzermetaalpoeder. Onderzocht wordt in hoeverre seizoenseffecten van invloed zijn op de kwaliteit van waterijzer, afkomstig van oppervlaktewaterbehandeling. Daarnaast wordt een aangepaste voorbehandeling en beluchting van waterijzer, afkomstig van grondwaterzuivering, onderzocht. Hoe zuiverder het waterijzer, hoe hoger de kwaliteit en toepasbaarheid van het ijzermetaalpoeder.

Het omzettingsproces van waterijzer naar ijzermetaalpoeder zelf wordt op laboratoriumschaal onder praktijkrelevante omstandigheden geoptimaliseerd. Onderzoek van het reductieproces richt zich op:

  • de voorbehandeling van het gedroogde waterijzer;
  • de tijdsduur waarbij de reductie met waterstof plaatsvindt;
  • de temperatuur waarbij de reductie met waterstof plaatsvindt.

Technische inzichten worden vervolgens vertaald naar maatschappelijke en economische impact. Bij bewezen potentie wordt een voorlopig ontwerp gemaakt van een installatie om deze valorisatieroute verder op te schalen.

Maatschappelijke- en technisch-economische impact

Het project levert de volgende resultaten op:

  • in kaart brengen van de potentie om bestaande waterijzer reststromen uit grond- en oppervlaktewaterbehandeling op te werken tot energiedragermateriaal;
  • inventarisatie van de mogelijkheden om de zuiverheid van deze reststromen te verhogen;
  • verschaffen van fundamentele inzichten in het proces zelf en in het lot van bijvoorbeeld organische microverontreinigingen door het testen van het reductieproces op laboratorium- en op semi-industriële schaal;
  • helderheid in de (markt)potentie van de geproduceerde ijzerpoeders door toepassingstesten, wat essentieel is voor een uiteindelijke praktijkimplementatie;
  • een breed-maatschappelijke impactanalyse waarbij het uitvoeren van toepassingsproeven cruciale inzichten opleveren.

Met deze informatie wordt het potentieel van de Nederlandse (drink)watersector voor de circulaire inzet en afzet van de waterijzer reststromen in kaart gebracht.